ASTM D1894 Coeficiente de atrito de filmes plásticos
A norma ASTM D1894 descreve um método de ensaio padrão para determinar os coeficientes de atrito estático e cinético (coeficientes de atrito inicial e de deslizamento) de filmes e chapas de plástico ao deslizarem sobre si mesmos ou sobre outros materiais sob condições de ensaio especificadas.
Os coeficientes de atrito fornecem informações sobre as propriedades de deslizamento dos filmes plásticos e desempenham um papel importante no setor de embalagens, em particular, sendo relevantes tanto para o controle de qualidade durante a produção de filmes quanto para o desenvolvimento de materiais de filmes para design técnico. Eles também desempenham um papel importante nos ensaios de baterias de veículos elétricos na forma de folhas separadoras.
A ASTM D1894 não é tecnicamente equivalente à sua contraparte ISO 8295, portanto, os resultados dos dois métodos não podem ser comparados diretamente.
Objetivo & área de aplicação Coeficiente de fricção dos filmes separadores Amostras & dimensões Execução de ensaios & equipamentos de ensaio Downloads FAQ Solicitar orientação
ASTM D1894 Objetivo & Área de Aplicação
A determinação do coeficiente de atrito de acordo com a norma ASTM D1894 é particularmente relevante para materiais de filme que são processados posteriormente em máquinas de embalagem e impressão. O coeficiente de atrito estático e dinâmico dos filmes plásticos, em particular, fornece informações importantes sobre a processabilidade e a estrutura da superfície, o que, por sua vez, é importante para a capacidade de impressão. Os filmes plásticos são amplamente utilizados no setor de embalagens, como embalagens para alimentos e não alimentos. Elas também são componentes importantes de produtos mais complexos, como baterias para veículos elétricos.
Valores característicos / resultados de ensaios de acordo com a ASTM D1894
No ensaio ASTM D1894, o coeficiente de atrito (μ) é o principal resultado. Ele indica a facilidade de deslizamento entre dois materiais ou a facilidade de aderência entre dois materiais. O coeficiente de atrito é descrito como um coeficiente de atrito de deslizamento e como um coeficiente de atrito estático. Quanto maior o coeficiente de atrito, maior a rugosidade da superfície.
Coeficiente de atrito μ = Fs/FD
| Abreviaturas | Unidade | Nome | Breve descrição |
| μs | Coeficiente de atrito estático Coeficiente de atrito estático |
| |
| Fs | N | Força de atrito estático Força de atrito estático | Fs é a força de atrito estático expressa em Newton |
| µk | Coeficiente de atrito dinâmico Coeficiente de atrito dinâmico |
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| Fk | N | Força de fricção de deslizamento Força de atrito dinâmica | FD é a força normal em Newton exercida pela massa do carro |
ASTM D1894 Amostras & Dimensões
Conforme a norma ASTM D1894 a amostra fixada no plano possui as dimensões 250 mm x 130 mm (10 polegadas x 5 polegadas) por definição. A amostra de filme montada na lâmina deve ser cortada em um quadrado de aproximadamente 120 mm (4,5 pol.) e não deve exceder uma espessura de amostra de 0,254 mm (de acordo com a terminologia de filme ASTM D883).
ASTM D1894 Procedimento de ensaio & Equipamento de ensaio
Máquina de ensaios COF e dispositivo de ensaio:
- A determinação do coeficiente de atrito de acordo com a norma ASTM D1894 pode ser realizada facilmente em uma máquina de ensaios estáticos zwickiLine usando um dispositivo de ensaios ZwickRoell adicional.
- O dispositivo de ensaio é constituído por uma mesa de apoio plana e um carro de massa conhecida. Esse dispositivo pode ser usado para determinar o comportamento de atrito entre o filme e a folha.
Execução do ensaio:
- Uma película é fixada no trenó. Uma segunda película pode ser fixada na mesa de ensaio feita em aço inoxidável ou sobre a placa de vidro incluída a qual é colocada sobre a mesa de aço inoxidável. Entre a mesa e o trenó o par de folhas é fixado de modo que surge uma área de apoio com distribuição de pressão uniforme sobre uma área conhecida. Isso é obtido por meio da utilização de uma camada de feltro macia.
- O fato de o carro ser movido sobre a mesa ou o movimento ser realizado pela mesa é irrelevante para o ensaio.
Cálculo do coeficiente de atrito:
- O coeficiente de atrito é expresso como o quociente entre a força de tração medida no carro e a força de contato do carro devido ao seu próprio peso: Coeficiente de atrito μ = Fs/FD
- O coeficiente de atrito estático (aderência) é calculado por meio do primeiro valor de pico da força de tração no carro, enquanto o coeficiente de atrito dinâmico (deslizamento) é calculado a partir do valor médio da força de tração no carro durante uma distância de deslizamento definida.
Propriedades de atrito de filmes separadores em ensaios de baterias de acordo com a norma ASTM D1894
As folhas separadoras em uma bateria de íons de lítio separam o ânodo e o cátodo um do outro para evitar curtos-circuitos elétricos. Simultaneamente, o separador permite o fluxo de portadores de carga ionizados necessários para o fechamento do circuito em uma célula eletroquímica.
Além de separadores de cerâmica e de materiais não tecidos de fibra são utilizados principalmente membranas de polímero. A determinação da resistência à tração e do alongamento na ruptura fornece informações sobre a integridade do filme separador sob estresse mecânico operacional. Enquanto folhas separadoras de espessura maior impedem de forma eficiente e segura o contato entre o ânodo e o cátodo, folhas mais finas permitem a redução do peso da bateria e providenciam a melhoria da densidade energética.
Outro aspecto relevante é o comportamento do separador em relação ao coeficiente de atrito entre o revestimento do eletrodo e o separador. Esses valores característicos influenciam o desempenho da célula e são particularmente importantes para definir os parâmetros de produção nos processos de enrolamento. A ZwickRoell permite a realização de ensaios não apenas em temperatura ambiente, mas também em temperaturas próximas à de operação, na faixa de -20 °C a +50 °C, utilizando as câmaras de temperatura da ZwickRoell. Isso garante a ampla caracterização das folhas separadoras em diferentes condições.
Como ainda não existem padrões de ensaio específicos para baterias de EV, a ASTM D1894 é normalmente usada como padrão substituto para caracterizar suas propriedades de atrito. Esses ensaios também são realizados em um estado umedecido com eletrólito para obter características mecânicas realistas. Por meio da cooperação ativa no desenvolvimento contínuo de normas, especialmente para materiais de bateria, é assegurado que os métodos de ensaio da ZwickRoell atendam também futuramente a todos os requisitos.
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Perguntas frequentes quanto à determinado coeficiente de atrito conforme ou ASTM D1894
A ISO 8295 e a ASTM D1894 são duas normas internacionais para determinação de coeficientes de atrito em filmes de plástico. Os padrões diferenciam, entre outras coisas, o tamanho e o peso do carro, bem como o material com o qual o mesmo deve ser coberto ou revestido. O tamanho dos corpos de prova também é diferente. Em contraste com a ASTM D1894, a ISO 8295 especifica o uso de uma mola para o ensaio.
O coeficiente de atrito é calculado como quociente da força de tração medida no carro e a força de atrito do carro em decorrência de seu próprio peso. A fórmula para cálculo do coeficiente de atrito é t μ = Fs/FD.
O coeficiente de atrito (μ) é o principal resultado do ensaio de acordo com a norma ASTM D1894. Ele indica a facilidade de deslizamento de dois materiais entre si (coeficiente de atrito dinâmico) ou a facilidade de aderência entre os materiais (coeficiente de atrito estático). O coeficiente de atrito estático indica a força necessária para fazer com que 2 materiais entrem em movimento, já o coeficiente de atrito dinâmico descreve a força necessária para mantê-los em movimento.
O coeficiente de atrito expressa que quanto maior for seu coeficiente de atrito, mais rugosa será a superfície.